Лазеры

Физика > Лазеры

 

Рассмотрите мощность, характеристику, принцип работы и применение лазеров. Узнайте больше о воздействии лазерного излучения и длине волны, излучение фотонов.

Лазер – прибор, излучающий монохроматический свет при помощи оптического усиления, основывающегося на стимулировании излучения фотонов.

Задача обучения

• Разберитесь в процессе, генерирующем лазерное излучение.

Основные пункты

• Принципы функционирования лазера основываются на квантовой механике, а наиболее главный – на процессе стимулированного излучения фотонов.
• Спонтанное излучение – случайный процесс затухания. Фаза также будет случайной.
• Входящий фотон на частоте способен стимулировать атомный переход. Это приводит к оптическому усилению.

Термины

• Лазер на свободных электронах – в качестве среды генерации использует релятивистский электронный пучок.
• Согласованность – идеальное свойство волн, обеспечивающее стационарные помехи.
• Монохроматический – световой луч с единой длиной волны.

Лазер – прибор, создающий монохроматический свет. Делает это благодаря процессу оптического усиления, базирующегося на стимулированном излучении фотонов. Сам термин появился в качестве акронима для упрощения света через стимулированный луч. Лазер отличается от прочих световых источников из-за повышенной степени пространственной и временной когерентности. То есть, он создает узкий луч, поддерживающий временное отношение.

Принципы действия лазера основываются на квантовой механике. Когда электрон активируется при более низком энергетическом показателе до повышенного, то не задержится там навсегда. Электрон способен распадаться с пониженным энергетическим показателем. Этот процесс именуют спонтанным излучением. Связанная с фотоном фаза также будет спонтанной. Поэтому материал с огромным количеством атомов при активации способен привести к монохроматическим лучам, но отдельные фотоны будут появляться в случайных направлениях.

На квантовомеханическое состояние атома способен влиять внешний квант, чья частота связана с атомным переходом. По мере движения попавшего фотона скорость активированного атома может увеличиться за счет спонтанных лучей. Этот индуцированный процесс распада именуют вынужденным излучением. В таком случае затухающий атом создает идентичную копию поступившего фотона. Но входящий фотон может быть только один, поэтому световая интенсивность возрастает вдвое.

В период вынужденного излучения фотон сталкивается с активированным атомом и создает новый фотон, идентичный поступившему

---